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TBM刀盘地质适应性设计方法及其应用

作者：程永亮; 钟掘; 暨智勇; 梅勇兵 刊期：2018年第01期

刀盘是全断面硬岩掘进机(TBM)的核心部件,其结构的地质适应性是决定TBM掘进效率的关键因素。根据TBM刀盘制造企业设计的实际需要,制定了刀盘设计基本流程,结合掘进地质条件、刀盘结构参数和掘进参数,建立了刀具布置、开口、盘体设计等关键参数计算模型,提出相应的TBM刀盘地质适应性设计方法。将TBM刀盘设计方法应用于某供水工程,对该工程所用TBM...

盘形滚刀刀圈结构地质适应性设计方法

作者：夏毅敏; 林赉贶; 贺飞; 吴遁; 李正光; 暨智勇 刊期：2018年第01期

为提高盘形滚刀破岩性能与使用寿命,基于滚刀刀圈结构设计要求与原则,提出一种滚刀刀圈结构地质适应性设计方法。以滚刀破岩能力、破岩能耗、轴承受载以及磨损性能为优化目标,建立滚刀刀圈结构多目标优化设计模型。采用模糊层次分析法计算不同地质条件下目标函数权重值,并通过遗传算法对模型进行求解。将滚刀刀圈结构地质适应性设计方法应用于某...

TBM边缘滚刀组合破岩特性及其影响因素敏感性评价

作者：林赉贶; 夏毅敏; 贾连辉; 吴遁; 沈斌; 张旭辉 刊期：2018年第01期

盘形滚刀是全断面硬岩掘进机(Tunnel boring machine,TBM)破碎岩石的关键部件,边缘滚刀因其安装位置的特殊性,破岩行为不同于正面滚刀。为了研究边缘滚刀组合破岩特性以及破岩参数对其破岩性能的影响,采用颗粒离散元法建立边缘滚刀组合破岩模型,研究边缘滚刀组合破碎花岗岩与石灰岩时岩体裂纹演化过程、应力分布特征以及刀具载荷变化规律。在此...

微小孔电火花-电解复合加工基础研究

作者：张彦; 朱荻; 徐正扬 刊期：2018年第01期

基于裂纹失效区域划分的TBM刀盘裂纹位置预估及分析

作者：孙伟; 朱晔; 霍军周; 黄晓琦 刊期：2018年第01期

裂纹是造成TBM刀盘失效的主要原因,由于TBM刀盘本身体积庞大,受力情况复杂等原因,导致TBM刀盘不同部位的裂纹扩展情况不同,加上无法准确预估裂纹的位置,进而无法准确地计算TBM刀盘疲劳寿命。针对这种情况本文提出一套基于TBM刀盘裂纹失效区域划分的TBM刀盘裂纹位置预估与分析方法。结合受力及结构形式的不同划分刀盘易发生裂纹的危险区域,根据实...

基于能量法的TBM滚刀磨损机理分析研究

作者：耿麒; 魏正英; 任军辉 刊期：2018年第01期

滚刀的磨损消耗是全断面岩石隧道掘进机(Tunnel boring machines,TBM)掘进成本的重要组成部分。针对于此,基于中国秦岭和挪威R?ss?ga硬岩隧道的实际工程数据,使用能量分析的方法对滚刀磨损进行了分析研究。提出了滚刀刃单位磨损功和等效磨损函数,通过分析刀盘上不同区域滚刀的运动、受力和磨损机制,建立了基于各刀位滚刀破岩载荷、滚刀安装参数...

TBM刀盘驱动系统分层次建模及动力学特性研究

作者：孙伟; 马宏辉; 丁鑫; 王林涛 刊期：2018年第01期

提出一种适用于全断面岩石掘进机(Tunnel boring machines,TBM)刀盘驱动系统的分层次建模方法,考虑系统变频电机运行特性、齿轮时变啮合刚度和啮合误差等非线性因素,基于动力学相似理论建立刀盘驱动系统整机动力学模型。研究了刀盘驱动系统在电动机启动、稳态载荷与冲击载荷等工况下的动力学响应,分析结果表明各构件的振动频率主要集中在各级啮...

全断面岩石隧道掘进机支撑-推进-换步机构静刚度分析

作者：王晓龙; 杨玉虎; 黄田 刊期：2018年第01期

针对全断面岩石隧道掘进机(Tunnel boring machine,TBM)在施工作业过程中掘进轨迹经常偏离预设轨迹、严重影响掘进精度及效率的问题,研究其支撑-推进-换步机构刚度半解析建模方法。从分析机构的变形协调条件入手,构造出计及所有支链构件及末端自身弹性贡献的半解析静刚度模型,该模型综合考虑了复杂物理边条(围岩)、机械系统刚度及液压系统刚度。...

基础振动对编织式液压胶管钢丝层应力分布影响研究

作者：陈朵云; 杨忠炯; 周立强; 包捷; 李俊 刊期：2018年第01期

液压胶管在硬岩掘进机液压系统中大量使用,作为易损件容易影响系统的安全可靠性,为了得到胶管的应力分布,基于复合材料经典层合板理论进行编织式液压胶管的理论分析,建立了基础振动下编织式胶管的数学模型;仿真与试验研究得到了液压及振动参数对胶管应力分布的影响,研究结果显示:当基础振动频率在胶管共振频率附近时,应力最大,振动最明显;当基础...

复杂地质条件下TBM撑靴液压缸导向铜套微动损伤分析

作者：余海东; 李琳; 赵勇; 陶建峰 刊期：2018年第01期

为分析硬岩掘进机的撑靴液压缸在强振动工作环境下内衬铜套断裂的损伤机理,建立考虑撑靴与围岩接触刚度、缸筒和活塞杆接触面处等效刚度和液压油等效刚度的撑靴液压缸系统的集中参数动力学模型。研究不同支撑刚度条件下,撑靴液压缸导向套和内衬铜套接触面的法向力、切向力、法向压缩量和切向滑移量的变化规律。基于Hertz理论,分析掘进机在不确定...

TBM液压弯管动态特性分析

作者：瞿维; 张怀亮; 宁海辉; 刘森 刊期：2018年第01期

针对硬岩掘进机(Tunnel boring machines,TBM)上外激励改变弯管动态特性导致其传递效率降低的问题,利用双向流固耦合的方法,建立了流体域和固体域的仿真模型。运用有限元分析软件求解了弯管的应力,发现求解结果和试验结果具有很好的一致性。对比分析了有无基础振动下弯管的动态特性;研究了不同的外激励基础振动参数和弯管的结构参数对弯管动态特...

基于视觉辅助的隧道轮廓监测

作者：李华; 雷勇; 甘创 刊期：2018年第01期

隧道掘进机(Tunnel boring machine,TBM)被广泛地运用于隧道施工中。隧道的变形是影响TBM施工安全的主要因素之一,过大的隧道变形会引起隧道塌方、TBM卡机等事故,影响施工进度,威胁施工人员的生命安全。针对TBM施工情况,介绍基于视觉辅助的隧道轮廓监测系统。采用荧光涂料设计人工标志点,单目视觉检测目标,云台驱动激光位移传感器瞄准目标。基于...

超声能场在金属微/介观成形中的作用理论及实验研究

作者：姚喆赫; 陈子辰; 梅德庆 刊期：2018年第01期

基于转矩预测的混合动力挖掘机控制策略

作者：赵鹏宇; 陈英龙; 周华; 杨华勇 刊期：2018年第01期

针对油液混合动力挖掘机燃油效率偏低、能量损失较大等问题,提出一种基于转矩预测的油液混合动力挖掘机动态规划控制策略。分析挖掘机工况循环的负载特性;确定进行需求转矩预测所需的最小样本长度;利用经验模态分解对挖掘机需求转矩曲线进行周期分割,并得到下一周期的预测转矩;提出基于动态规划算法的控制策略。通过仿真分析可知,利用该控制策略...

TBM刀盘驱动系统协调控制

作者：廖建峰; 姚斌 刊期：2018年第01期

刀盘驱动系统是硬岩掘进装备的重要组成部分。对冗余驱动TBM刀盘驱动系统的协调控制问题展开研究。本文提出一种时变的非线性动力学模型用于描述硬岩掘进装备刀盘驱动系统。针对TBM刀盘驱动系统,提出一种集成控制分配的TBM棒控制器,驱使刀盘跟踪期望的速度且各电动机的驱动扭矩实现协调控制。其中,上层控制器用于处理变化的不确定性和作用于刀盘...